Растения управляют светом. Часть 1. Лютики
Растения управляют светом.
Но всё ли знаем мы об этом?
Название моей заметки носит двойной смысл. Первое его значение - растения управляют миром. Это действительно так, и о начале времён, числе Пастера и необратимом изменении атмосферы древней Земли, за которое ответственны растения, я обязательно расскажу, но не сейчас.
Сейчас я пишу о свете, солнечном свете, и о том, как растения умеют с ним обращаться.
Многие сейчас с унынием вспомнили о фотосинтезе. Да, есть такое дело: в клетках растений, и только растений - в этом их отличие от животных и грибов - есть маленькие зелёные органоиды, хлоропласты. В них-то и происходит фотосинтез, «соединение при помощи света», волшебное превращение неживых веществ в органические, из которых состоят живые организмы: частицы света Солнца, фотоны, летят, не сворачивая, со скоростью 300 000 км/с, и, если попадут на зелёный листок - тут-то их стремительное путешествие заканчивается: молекулы хлорофилла, зелёного пигмента, отбирают энергию фотона и передают её, перебрасывая, как мячик, по длиннющей и сложной цепочке, захватывая по пути углекислый газ и воду и превращая их в то, из чего растение строит своё тело: органические вещества (сахара). Ещё и кислород по дороге выделяется.
О загадочном происхождении хлоропластов и особенностях их современного существования - как-нибудь в другой раз.
В этой части я хочу рассказать о цветке, который всем знаком - о лютике.
Каждый, у кого есть сад или огород, знают, как трудно выгнать с грядок лютики, если они решили там поселиться. Лютики очень успешно размножаются. Собственно, это - задача каждого живого существа: обеспечить распространение своего вида.
Фотосинтезом у них, как и положено, занимаются листья. Но и цветки лютика тоже очень умело используют солнечные лучи.
Лютики растут не в самых комфортных местах: в сырых, низинных. («Как влажный лютик на болоте», - жалобно пел Лесь, герой одного из самых смешных детективов Иоанны Хмелевской). Там обычно холодно. И насекомые-опылители предпочитают более тёплые места.
Но изобретательные лютики придумали нестандартные способы процветания.
Во-первых, цветок лютика гелиотропный - он поворачивается за Солнцем, как молодой подсолнух. Лепестки у цветка вогнутые, как чаша, и блестящие внутри. Такое своеобразное параболическое зеркало, гелиоконцентратор, подобный тому, с помощью которого, по легенде, Архимед поджёг вражеские корабли. Или, скажем, как гиперболоид инженера Гарина. Правда, растениям совсем не надо ничего сжигать и уничтожать, только согреть. Свет, падающий на цветок, фокусируется, попадая в центр, на тычинки и пестики, повышая их температуру на несколько градусов, и все процессы ускоряются: и пыльца созревает, и семена завязываются быстрее, чем у окружающих растений.
Но, если такой механизм встречается и у некоторых других представителей растительного царства, то другой - только у лютиков. Яркий блеск лепестков, из-за которого маленькие жёлтые цветки заметны на любом лугу, уникален - кроме лютиков так сверкают только бабочки и некоторые птицы.
Секрет этого яркого жёлтого блеска раскрыт не так давно учёными из Нидерландов.
Оказывается, внутренняя поверхность лепестков лютика устроена так: сверху - тонюсенькая, слоем в одну клетку, прозрачная жёлтая кожица - эпидермис, под ней - воздушная полость, глубже - слой крахмала. Эпидермис пропускает свет, тот отражается от обеих сторон его, происходит то, что физики называют оптической интерференцией в тонкой плёнке (как у мыльного пузыря). Отражённые цвета усиливаются, давая яркий белый блеск. Дальше свет проходит сквозь воздушную камеру, отражается от крахмалистого слоя и второй раз проходит через жёлтый эпидермис. Результат - очень яркий жёлтый блестящий цветок, который издали виден насекомым (для чего всё и затевалось).
Вот на какие хитрости приходится пускаться лютику, чтобы успешно конкурировать с собратьями-растениями.
И ещё. Лютиков много видов. И если они так освоили физику, то и с химией у них неплохо: все они ядовитые («лютые»), некоторые - настолько, что из них делали стрельный яд (яд, которым отравляли стрелы). Это - тоже один из способов выживания: ядовитых не съедят.
Так что стоит относиться почтительно к этому маленькому, но очень непростому растению.
Маша Трифонова
Но всё ли знаем мы об этом?
Название моей заметки носит двойной смысл. Первое его значение - растения управляют миром. Это действительно так, и о начале времён, числе Пастера и необратимом изменении атмосферы древней Земли, за которое ответственны растения, я обязательно расскажу, но не сейчас.
Сейчас я пишу о свете, солнечном свете, и о том, как растения умеют с ним обращаться.
Многие сейчас с унынием вспомнили о фотосинтезе. Да, есть такое дело: в клетках растений, и только растений - в этом их отличие от животных и грибов - есть маленькие зелёные органоиды, хлоропласты. В них-то и происходит фотосинтез, «соединение при помощи света», волшебное превращение неживых веществ в органические, из которых состоят живые организмы: частицы света Солнца, фотоны, летят, не сворачивая, со скоростью 300 000 км/с, и, если попадут на зелёный листок - тут-то их стремительное путешествие заканчивается: молекулы хлорофилла, зелёного пигмента, отбирают энергию фотона и передают её, перебрасывая, как мячик, по длиннющей и сложной цепочке, захватывая по пути углекислый газ и воду и превращая их в то, из чего растение строит своё тело: органические вещества (сахара). Ещё и кислород по дороге выделяется.
О загадочном происхождении хлоропластов и особенностях их современного существования - как-нибудь в другой раз.
В этой части я хочу рассказать о цветке, который всем знаком - о лютике.
Каждый, у кого есть сад или огород, знают, как трудно выгнать с грядок лютики, если они решили там поселиться. Лютики очень успешно размножаются. Собственно, это - задача каждого живого существа: обеспечить распространение своего вида.
Фотосинтезом у них, как и положено, занимаются листья. Но и цветки лютика тоже очень умело используют солнечные лучи.
Лютики растут не в самых комфортных местах: в сырых, низинных. («Как влажный лютик на болоте», - жалобно пел Лесь, герой одного из самых смешных детективов Иоанны Хмелевской). Там обычно холодно. И насекомые-опылители предпочитают более тёплые места.
Но изобретательные лютики придумали нестандартные способы процветания.
Во-первых, цветок лютика гелиотропный - он поворачивается за Солнцем, как молодой подсолнух. Лепестки у цветка вогнутые, как чаша, и блестящие внутри. Такое своеобразное параболическое зеркало, гелиоконцентратор, подобный тому, с помощью которого, по легенде, Архимед поджёг вражеские корабли. Или, скажем, как гиперболоид инженера Гарина. Правда, растениям совсем не надо ничего сжигать и уничтожать, только согреть. Свет, падающий на цветок, фокусируется, попадая в центр, на тычинки и пестики, повышая их температуру на несколько градусов, и все процессы ускоряются: и пыльца созревает, и семена завязываются быстрее, чем у окружающих растений.
Но, если такой механизм встречается и у некоторых других представителей растительного царства, то другой - только у лютиков. Яркий блеск лепестков, из-за которого маленькие жёлтые цветки заметны на любом лугу, уникален - кроме лютиков так сверкают только бабочки и некоторые птицы.
Секрет этого яркого жёлтого блеска раскрыт не так давно учёными из Нидерландов.
Оказывается, внутренняя поверхность лепестков лютика устроена так: сверху - тонюсенькая, слоем в одну клетку, прозрачная жёлтая кожица - эпидермис, под ней - воздушная полость, глубже - слой крахмала. Эпидермис пропускает свет, тот отражается от обеих сторон его, происходит то, что физики называют оптической интерференцией в тонкой плёнке (как у мыльного пузыря). Отражённые цвета усиливаются, давая яркий белый блеск. Дальше свет проходит сквозь воздушную камеру, отражается от крахмалистого слоя и второй раз проходит через жёлтый эпидермис. Результат - очень яркий жёлтый блестящий цветок, который издали виден насекомым (для чего всё и затевалось).
Вот на какие хитрости приходится пускаться лютику, чтобы успешно конкурировать с собратьями-растениями.
И ещё. Лютиков много видов. И если они так освоили физику, то и с химией у них неплохо: все они ядовитые («лютые»), некоторые - настолько, что из них делали стрельный яд (яд, которым отравляли стрелы). Это - тоже один из способов выживания: ядовитых не съедят.
Так что стоит относиться почтительно к этому маленькому, но очень непростому растению.
Маша Трифонова